<Desc/Clms Page number 1>
Maschine zur Erzeugung von Papier
Die Erfindung bezieht sich auf eine Papiererzeugungsmaschine jener Bauart, die mit einem endlosen Metalltuch für die Bewegung des Papierstoffes ausgestattet ist, wobei zwischen Tischrollen und einer Gautschrolle eine Mehrzahl von Saugkammern angeordnet ist, in denen die Höhe des Vakuums von einem Minimum in der ersten Kammer, die den Tischrollen zunächst liegt, zu einem Maximum in der letzten Kammer ansteigt, welche der Gautschrolle am nächsten liegt.
Wie dies bereits bekannt ist, wird ein derartiges Metalltuch in den letzten Stufen bei der Bildung der Papierbahn auf dem Fourdrinier-Sieb od. dgl. mit dem von ihm getragenen Papierbrei oder Papierstoff über Saugvorrichtungen für die Drainage oder das Trocknen des Stoffes geführt und wandert nach Verlassen dieser Saugvorrichtungen um die sogenannte Gautschrolle, in deren Bereich die bereits teilweise gebildete Papierbahn das Metalltuch verlässt und auf einen endlosen Filz übertragen wird, von welchem sie dann zu rotierenden Pressen und zu dampfgeheizten Trodkenzylindern gelangt. Das Metalltuch selbst kehrt, nachdem es sich um die erwähnte Gautschrolle bewegt hat, zu der Brustrolle am Kopfende der Maschine zurück.
Bisher bestanden die erwähnten Saugvorrichtungen gewöhnlich aus einer Reihe von feststehenden, oben flach ausgebildeten Saugwannen,. die sich quer über die Maschine erstreckten, wobei sie, gesehen in Richtung der Bewegung des Metalltuches, eine hinter der andern angeordnet waren. Die Anzahl der verwendeten Wannen hing von der Art des zu erzeugenden Papiers und von der Geschwindigkeit der Maschine ab.
EMI1.1
die als Saug-Gautschrolle bekannt ist. Eine derartige Rolle, die angetrieben ist, um als Treibrolle für den Antrieb des endlosen gewebten Metalltuches zu wirken, welches den Papierstoff trägt, dient auch, unter Benutzung von in ihr angeordneten Saugvorrichtungen, zur Entfernung einer gewissen. Menge zurückgebliebenen Wassers aus der Papierbahn, welches durch die erwähnten Saugvorrichtungen nicht entfernt werden konnte.
Diese Saug-Gautschrollen arbeiten gewöhnlich mit einem hohen Vakuum, z. B. von 450-600 mm Quecksilbersäule, so dass jede von ihnen mit einer kräftigen Saugpumpe und einem Motor, um diese Pumpe anzutreiben, sowie vakuum'dichten Verbindungen in den Rollenlagern ausgestattet sein muss.
Bei vielen Maschinen ist bekanntlich eine Anzahl dieser flachen Saugvorrichtungen alternierend durch eine Saugeinrichtung ersetzt, bei der sich ein endloses, mit Öffnungen versehenes Band zwischen der Unterseite des wandernden Metalltuches und der Oberseite einer Anzahl von Saugabteilen bewegt. Derartige Saugabteile können als eine Einheit ausgebildet sein und sind an ihrer Oberseite mit voneinander im Abstand befindlichen, aus nicht rostendem Stahl hergestellten perforierten Platten versehen. Die Perforationen in den Platten ergeben Saugöffnungen, welche mit den Öffnungen im endlosen Band fluchten, wobei zwischen den Platten Räume gebildet sind, in welche atmosphärische Luft eindringen kann, um so den effek- tiven atmosphärischen Druck auf den oberen Teil des Bandes zu vermindern.
Dieses mit Öffnungen versehene Band wird durch das Metalltuch mitbewegt und verhindert, dass sich das Metalltuch durch Reibung auf der Oberfläche der Saugabteile abnützen kann. Ferner wird ein zu starkes Bremsen und Zurückhalten, welches durch den Luftdruck auf den oberen Teil des Metalltuches hervorgerufen wird, sobald ein Unterdruck in den Abteilen vorhanden ist, vermieden. Saugeinheiten mit einem solchen endlosen Band sind in den brit. Patentschriften Nr. 412, 604 undNr. 622, 644beschrieben. Eine übliche Anordnung von derartigen Saugeinrichtungen besteht daher aus einer Anzahl von oben flachen Saugwannen, einer rotierenden Saugeinheit und schliesslich aus einer Saug-Gautschrolle.
<Desc/Clms Page number 2>
Wenn das Metalltuch bei diesen bekannten Anordnungen über die feststehenden, oben flach ausgebildeten Vakuumwannen gleitet, zieht das Vakuum das Metalltuch mit erheblicher Kraft auf die flachen Oberflächen der Wannen herab. Dies erhöht nicht nur, wie bereits dargelegt, die Abnützung an der Unterseite des Metalltuches, sondern führt zu einer erheblichen Bremswirkung, welche sich der Bewegung des Metalltuches in dieser Zone der Maschine entgegensetzt. Auch hatte bisher die Saug-Gautschrolle, deren Drehungdas Metalltuch antreibt, das Metalltuch mit ausreichender Kraft zu ziehen, um die erwähnte, im Bereich der flachen Boxwannen auftretende Bremswirkung zu überwinden.
Es besteht daher für das Metalltuch die Gefahr, dass es in dem zwischen den flachen Wannen und der Saug-Gautsehrolle befindlichen Be- reich ausgedehnt wird, und sobald das Metalltuch durch Abnützung allmählich geschwächt worden ist, kann es schliesslich dieser hohen Beanspruchung nicht mehr widerstehen, mit dem Ergebnis, dass es häufig vor Ablauf seiner gewöhnlichen Lebensdauer reisst. Im Falle das Metalltuch aus gewissen andern Gründen gelocht ausgeführt ist, wird es unter der starken Spannung umso früher reissen, sobald die gelochten Bereiche des Tuches in die erwähnte Zone gelangen und die übliche Lebensdauer des Metalltuches ist noch geringer als wie sie sonst sein könnte.
Die Anwendung des oben erwähnten Saugbandes hat an sich bereits viele der erwähnten nachteiligen Einwirkungen auf das Metalltuch beseitigt und hat auch die durch den Zug der Saug-Gautschrolle ausge- übte Spannung entsprechend herabgesetzt. Es blieb jedoch noch immer der Nachteil bestehen, dass die andern oben flach ausgebildeten Saugwannen der Maschine, welche noch bis heute benutzt werden und als Nassboxen bekannt sind, eine erhebliche Bremswirkung auf das Metalltuch ausüben, was noch immer erfordert, dass die Gautschrolle auf das Metalltuch einen starken Zug in einem schädlichen Ausmass ausübt.
Ein weiteres Problem besteht in diesem Bereich der Papiererzeugungsmaschine darin, dass die erwähnte Saug-Gautsehrolle eine perforierte oder mit ähnlichen Öffnungen versehene Hülle aufweist, die eine gro- sse Anzahl von in dichten Abständen angeordneten Perforationen aufweist. Eine derartige Hülle bewegt sich über eine feststehende innere Zuführleitung für das Saugmedium, die im oberen Teil der Rolle angeordnet ist. Da diejenigen Perforationen, welche sich für eine gewisse Zeit oberhalb der Zuleitungen befinden, einem hohen Ausmass des Vakuums aus diesen Leitungen unterworfen sind, schiesst Aussenluft in diese Perforationen, sobald diese die erwähnte Leitung verlassen, wodurch das atmosphärische Gleichgewicht in diesen widerhergestellt wird. Diese Erscheinung, welche mit einer sehr hohen Frequenz erfolgt, erzeugt einen sehr starken Lärm.
Auch neigt das Metalltuch, da die erwähnten Öffnungen in der SaugGautschrolle versenkte äussere Öffnungen aufweisen, dazu, in diese unter dem Einfluss des hohen Vakuums hineingezogen zu werden und dieses dauernde Biegen und Zerren des Metalltuches führt zu einer raschen Ermüdung des Materials mit dem zusätzlichen Risiko eines Reissens.
Das Ziel der Erfindung besteht demnach darin, die erwähnte Spannung im Metalltuch durch Vermeidung der starken Bremswirkung zu beseitigen und so die Lebensdauer des Metalltuches zu erhöhen. Ferner sollen auch die hauptsächlichen Ursachen eines Reissens des Metalltuches beseitigt werden und die Dehnung im Metalltuch herabgesetzt oder überhaupt vermieden werden. Ein weiterer Vorteil, welcher sich durch die Erfindung ergibt, ist die Herabsetzung der Antriebsleistung der Gautschrolle für das Antreiben des Metalltuches. Infolge der Herabsetzung oder Beseitigung der Dehnung erübrigt sich die Notwendigkeit, die Gegenrollen einzustellen, welche das Metalltuch spannen. Ein weiterer und wichtiger Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht mehr notwendig ist, eine Sogwirkung an der Gautschrolle zu erzeugen.
Letzterer Vorteil ermöglicht die Herabsetzung der Kosten und erübrigt die Anordnung einer Saugpumpe mit Motor. Durch Herabsetzung der Neigung der Papierbahn von der Gautschrolle mitgenommen zu werden, wird auch das Risiko eines Zerrens des Papiers beseitigt, welches. bisher immer in dieser Stufe des Verfahrens auftrat.
All diese Vorteile zusammen erlauben ferner eine erhebliche Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine, setzen den Leistungsverbrauch herab, ergeben weniger Unterbrechungen zwecks Ausführung von Reparaturen, mit der Folge einer erhöhten Ausstossrate und der Beseitigung der Möglichkeit, dass sich das Metalltuch auf dem Papier abzeichnet.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass bei den in Gruppen angeordneten Saugkammern jede
Gruppe eine Saugeinheit bildet, die in an sich bekannter Weise von einem endlosen, mit Drainageöffnungen versehenen Band abgeschlossen ist, das zwischen der Oberseite der Saugkammern und der Unterseite des endlo- sen Metalltuches liegt, und dass eine Absaugung am Metalltuch im Bereich der Gautschrolle im wesentlichen vermieden ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Maschine steigt das Vakuum stufenweise von einem Minimum im ersten Abteil der ersten Einheit (welche am nächsten der Brustrolle liegt) zu einem Maximum im letzten Abteil der letzten Einheit an.
Ein derartiger stufenweiser Anstieg kann gleichmässig über die ganze Reihe der Saugeinrichtungen verteilt sein oder kann so ausgeführt werden, dass das durchschnitt-
<Desc/Clms Page number 3>
liche Ausmass des Vakuums in jeder Saugeinheit geringer ist als das durchschnittliche Ausmass in der darauffolgenden Einheit.
Nachstehend soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden, in denen Fig. 1 eine Seitenansicht der Metalltuchzone einer Fourdrinier-Maschine darstellt, an welcher die Erfindung verwirklicht ist. Fig. 2 zeigt in ähnlicher Ansicht, jedoch in grösserem Massstab, einen Teil der entsprechenden Zone einer andern Bauart einer Papiererzeugungsmaschine. Fig. 3 stellt in gleicher Ansicht einen Teil einer Tischrolle dar, wie sie bei der Maschine gemäss Fig. 1 benützt wird. Fig. 4 zeigt die in Fig. 3 dargestellte Rolle im Querschnitt. Schliesslich veranschaulicht Fig. 5 einen Querschnitt durch eine mit einer Saugvorrichtung versehene Aufnahmerolle in der Maschine gemäss Fig. 1.
In Fig. 1 ist schematisch die Metalltuch- oder Siebzone bzw. das sogenannte nasse Ende einer Four-
EMI3.1
hen. Ferner ist in dieser Figur auch ein Teil des Tisches oder des Rahmens der Maschine dargestellt, bestehend aus Längsträgern 5 und Querträgern 6. Dieser Tisch trägt die Tisch- oder Registerrollen 7, wobei zwischen einigen von diesen, nämlich denjenigen im Bereich der Brustrolle Spritzwasserabweiser 8 vorgesehen sind. Dieser allgemeine Aufbau einer solchen Maschine ist an sich bekannt und zahlreiche Einzelheiten derselben einschliesslich der Kopfwanne, des Deckels u. dgl. sind in den Zeichnungen weggelassen, da sich die Erfindung nicht unmittelbar auf diese Teile bezieht.
Am in der Zeichnung linken Ende der Maschine sind zwei Saugeinheiten A, B gleicher Bauart dargestellt, von denen jede mit einem endlosen Band der bereits erwähnten Form ausgestattet ist, welches insbesondere ein sogenanntes"Rotabelt"-Band sein kann.
Jede dieser Saugeinheiten A, B weist Endrahmen 9 auf, von denen nur das vorderste Ende dargestellt ist, und trägt vorne und hinten Querrollen 10, über die das endlose, mit Öffnungen versehene Gummiband 11 gelegt ist. Das obere Trum jedes -Bandes 11 wandert über die oberen Teile von vier, Seite an Seite angeordneten Saugabteilen 12 einer Saugeinheit in bekannter Weise ; die Anschlüsse für die Saugleitungen sind mit 12a bezeichnet. Zwischen den beiden Saugeinheiten A und B ist ein Spritzwasserabweiser 13 vorgesehen. Jede Saugeinheitist in bekannter Weise mit einem Vakuumanzeiger für jedes Abteil 12 versehen, und ferner mit Organen, um die Höhe des Vakuums in jedem Abteil einstellen zu können.
In der dargestellten Anordnung, bei zwei dicht nebeneinanderliegenden Saugeinheiten, ist jede mit vier Saugabteilen versehen, wobei ein Unterdruck von geeigneter Höhe in jedem einzelnen der Saugabteile gewählt ist, ausgedrückt in mm Quecksilbersäule. Beginnend mit dem der Brustrolle 1 am nächsten liegenden Abteil könnte dieses Ausmass in der ersten Einheit A etwa 75,125, 175 und 225 mm, und in der zweiten Einheit 300,380, 450 und 600 mm betragen. Abänderungen und Wahl der speziellen Werte selbst können in Abhängigkeit von der Art des zu erzeugenden Papiers vorgenommen werden. Bei der angegebenen Zahlenreihe ist eine Abänderung über die gesamte Saugzone in Richtung der Bewegung des Metalltuches von einem Minimum bis zu einem Maximumdes Ausmasses des Vakuums möglich.
Die Erfindung gestattet eine weitere Verbesserung insoferne, als die Drainageöffnungen im endlosen Band oder Riemen und in den oberen Teilen der Saugabteile einer darauffolgenden Saugeinheit in Richtung der Breite der Maschine gegenüber den Öffnungen der vorhergehenden Einheit versetzt sein können.
Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die genannten Riemen diskontinuierlich verlaufende Rinnen an ihren oberen Flächen aufweisen und wenn die Rillen des einen Riemens in bezug auf diejenigen eines darauffolgenden Riemens versetzt sind. Diese Massnahme ermöglicht eine viel gleichmässigere Behandlung des Papierstoffes als bisher. Wenn z. B. die Drainageöffnungenin Abständen von 100mm in jedem Riemen angeordnet sind und die Öffnungen in einem Riemen um 50 mm gegenüber jenen im nächsten Riemen versetzt sind, so ist dies gleichbedeutend mit einem Abstand von 50 mm in einem einzelnen Riemen oder Band, wodurch jedoch keine Verminderung der Sauggeschwindigkeit eintritt, welche durch die Verdopplung der Anzahl von Öffnungen in einem Band sonst die Folge wäre.
Zu diesem Zweck können die Öffnungen und Rillen relativ zu der Länge des Riemens so angeordnet sein, dass der gleiche Riemen auch mit einem Satz von auf Lücke stehenden Öffnungen ausgestattet ist, in Abhängigkeit davon, an welchem Ende er in bezug auf den Anfang der Maschine angeordnet ist.
Es ist zu ersehen, dass bei dieser Maschine keine nassen Saugwannen der üblichen Bauart vorgesehen sind, bei denen also das Metallband in direkter Berührung mit der feststehenden Oberfläche einer Saugwanne steht. Dementsprechend ist die erhebliche Bremslast, welche bei den bisherigen Maschinen auf das Metallband durch den atmosphärischen Druck an derartigen nassen Wannen ausgeübt worden ist, vermieden, und infolgedessen ist die Spannung im Metalltuch 3 zwischen der Gautschrolle 2 und dem letzten Saugabteil der zweiten Saugeinheit B stark vermindert, verglichen mit denjenigen Spannungen, welche
<Desc/Clms Page number 4>
in diesem Bereich bei den bekannten Maschinen vorhanden waren.
Ferner ist bei einer Anordnung, wie sie eben beschrieben wurde, das Papierband nach Verlassen des letzten Saugabteils 12 der zweiten Einheit B derart trocken-und in gewissen Fällen sogar trockener-, wie dies bei bekannten Einrichtungen erst erreicht wird, nachdem das Papierband die Gautschrolle 2 verlassen hat. Auf Grund dieser besonders intensiven Trocknung des Papiers durch die Saugeinheiten ist es dann nicht mehr notwendig, eine Absaugung innerhalb der Gautschrolle 2 vorzunehmen. Es braucht daher diese Rolle nicht mehr perforiert zu sein. Es ist auch nicht mehr erforderlich, sie derartig kräftig wie bisher auszubilden, noch braucht eine Saugpumpe vorgesehen werden. Die druckdichten Verbindungen an den Lagerstellen der Gautschrolle können entfallen.
Bei den bisher bekannten Maschinen neigte die Papierbahn, im Falle eine Absaugung an der Gautschrolle 2 vorgenommen wurde, dazu, am Metalltuch an der Gautschrolle anzuhaften, um mit diesem um die Rolle über jenen Punkt hinaus mitgenommen zu werden, an welchem sie vom Metalltuch abgenommen werden soll. Dies führte meist zur Bildung eines Knickes zwischen dem Bereich des Bandes, welcher am Metalltuch auf der Rollenoberfläche anhaftet und den Bereich des Bandes, welcher gerade das Metallband verlassen hat. Ein derartig scharfer Knick hat einen Bruch in der weichen feuchten Bahn zur Folge.
Durch die Erfindung wird das Risiko eines Brechens vermieden, weil eben kein Absaugen an der Gautschrolle mehr erforderlich ist und die Papier bahn daher nur eine geringe Neigung zum Anhaften am Metalltuch hat, sobald dieses sich um die Gautschrolle bewegt. Es kann jedoch unter Umständen wünschenswert sein, eine mit einer Saugeinrichtung versehene Abnahmerolle zu benützen, um die Papierbahn vom Metalltuch abzuheben. Eine derartige Rolle ist in Fig. 1 mit 23 bezeichnet. Ein Abhebefilz 22 wandert rund um diese Rolle 23 und ist am Abhebepunkt angeordnet. Fig. 5 zeigt eine derartige Rolle 23 im Querschnitt. Sie besteht aus einer äusseren, an ihrer Oberfläche mit Rillen versehenen Hülse 24, welche Löcher in den Rillen aufweist.
Die äussere Hülse 24 ist derart gelagert, dass sie um ein inneres festes Rohr 25 rotieren kann, welches Rohr mit Rippen oder Ansätzen 26 versehen ist, die die äussere Hülse 24 tragen und koaxial mit dem Rohr führen.
An dem Punkt, an dem die Papierbahn vom Metalltuch 3 mit Hilfe des Filzes 22 abgenommen wird, ist die Rippe oder der Ansatz 26des festen Rohres 25mit einer länglichen Öffnung 27 versehen, wobei vom Inneren des Rohres 25 eine Saugwirkung auf den Filz und durch den Filz auf die Papierbahn ausgeübt wird, wodurch diese vom Metalltuch abgehoben wird. Sobald sich die abgehobene Bahn mit der rotierenden Hülse 24 bewegt, verlässt sie die Saugzone. Die Papierbahn wandert dann in der üblichen Weise zu Pressrollen.
In den Fig. 3 und 4 ist eine Tischrolle 7 dargestellt, wobei die äussere Hülle 14der Rolle mit sich in Längsrichtung erstreckenden Rillen 16 versehen ist. Entlang jeder dieser Rillen 16 sind in Abständen Sauglöcher 15 angeordnet. Die äussere Hülle 14 ist derart gelagert, dass sie frei um ein feststehendes zentrales Rohr 17 rotieren kann, welches zwei Längswände 18und 19 aufweist, die sich zu der Innenfläche der äusseren Hülle erstrecken. Das zentrale, feststehende Rohr 17 weist an der Stelle 20 einen Schlitz auf, durch den durch die äussere Hüllse eingedrungenes und zwischen den Flügeln 18 und 19 gesammeltes Wasser durchtreten kann, welches damit in das Rohr 17 gelangt, von wo es durch die Auslässe 21 im Seitenrahmen der Maschine austritt.
Statt Rillen 16 anzuordnen, welche sich, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, kontinuierlich längsweise erstrecken, können auch unterbrochene Rillen oder solche irgend einesandern Musters vorgesehen sein.
Bei Verwendung von Rollen dieser Art ist es möglich, dem Metalltuch eine Schwingung hoher Frequenz zu erteilen, da das Metalltuch, wenn es auf der Spitze eines Kammes zwischen zwei benachbarten Rillen sich befindet, auf einem höheren Niveau liegt, als wenn es eine Rille zwischen zwei benachbarten Kämmen überbrückt.
In der in Fig. 1 dargestellten Maschine können z. B. eine erste Gruppe von Tischrollen x angeordnet sein, gefolgt von einer zweiten Gruppe y, gefolgt von Tischrollen, welche ein geringes Vakuum aufweisen.
In Fig. 2 der Zeichnungen ist die Saugzone und die zu dieser benachbart angeordnete Gautschrolle 2 einer Papiermaschine dargestellt, welche in ihrer Bauweise von der in Fig. 1 veranschaulichten abweicht.
Bei dieser Anordnung weist jede der mit einem endlosen Band versehenen Saugeinheiten A, B nur drei Saugabteile 12 auf, von denen jedes mit einem Vakuumanzeiger und Vorrichtungen für die Regulierung der Vakuumhöhe ausgestattet ist. Das endlose Metalltuch 3 gelangt nach Passieren der ersten Einheit A zu der zweiten Einheit B und anschliessend zu der Gautschrolle 2, welche ebenfalls, wie die in Fig. 1 dargestellte, keine Saugwirkung auf das Metallband ausübt. Die beiden Saugeinheiten A, B sind von gleicher Bauart, wobei jedoch die Höhe des Vakuums in den einzelnen Abteilen verschieden gewählt ist, um eine Anordnungzu ergeben, dieim allgemeinen ähnlich der in Fig. 1 beschriebenen ist.
<Desc/Clms Page number 5>
Die Anzahl der verwendeten Saugeinheiten und die Anzahl der Abteile in jeder Saugeinheit und auch die Höhe des angewendeten Vakuums in jedem derselben kann variieren, wobei jedoch im letzten Abteil ein höheres Vakuum vorhanden ist als im ersten. Für besonders feine Sorten von Papier werden drei oder mehr solcher Saugeinheiten angeordnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zur Erzeugung von Papier, die mit einem endlosen Metalltuchfür die Bewegung des Papierstoffes ausgestattet ist, wobei zwischen Tischrollen und einer Gautschrolle eine Mehrzahl von Saugkammern angeordnet ist, in denen die Höhe des Vakuums von einem Minimum in der ersten Kammer, die den Tischrollen zunächst liegt. zu einem Maximum in der letzten Kammer ansteigt, welche der Gautschrolle am nächsten liegt, dadurch gekennzeichnet, dass bei den in Gruppen (A, B) angeordneten Saugkammern (12) jede Gruppe eine Saugeinheit bildet, die in an sich bekannter Weise von einem endlosen, mit Drainageöffnungen versehenen Band (11) abgeschlossen ist, das zwischen der Oberseite der Saugkammern und der Unterseite des endlosen Metalltuches (3) liegt, und dass eine Absaugung am Metalltuch im Bereich der Gautschrolle (2) im wesentlichen vermieden ist.